工業(yè)以太網(wǎng)是一個符合 IEEE 802.3 國際標(biāo)準(zhǔn)（以太網(wǎng)）且功能強大的工業(yè)用局域網(wǎng)絡(luò)和蜂窩網(wǎng)絡(luò)，可用來實施具有客戶機/服務(wù)器架構(gòu)的多用戶系統(tǒng)的工廠總線和終端總線。帶光纖環(huán)網(wǎng)的總線結(jié)構(gòu)尤其適用于這種應(yīng)用，因為它們具有很高的抗噪聲干擾性能和的可用性。

在具有很高要求的中型和大型工廠中，SIMATIC PCS 7 采用現(xiàn)代 FastEthernet 和千兆技術(shù)。它將光纖環(huán)網(wǎng)的高可靠性與交換技術(shù)的可擴展性相結(jié)合，傳輸速率可高達 10 Gbps。優(yōu)勢

以太網(wǎng)現(xiàn)已成為全球局域網(wǎng)環(huán)境中的頭號網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。以太網(wǎng)的重要特性可為您的應(yīng)用帶來巨大優(yōu)勢：

• 通過簡單連接進行快速調(diào)試

• 能夠在不造成負面影響的情況下擴展現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)，具有高度靈活性

• 采用冗余網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)，具有高可用性

• 必要時可通過交換技術(shù)獲得擴展性能，以太網(wǎng)的通信性能幾乎不受限制；

• 將不同應(yīng)用區(qū)域聯(lián)網(wǎng)（例如，辦公和生產(chǎn)區(qū)域）

• 通過連續(xù)和兼容的后續(xù)開發(fā)實現(xiàn)投資保護

• 通過工廠范圍內(nèi)的時鐘系統(tǒng)可在整個工廠內(nèi)精確分配事件

用于工業(yè)環(huán)境的以太網(wǎng)技術(shù)

通過工業(yè)以太網(wǎng)，SIMATIC NET 擴展了具有面向未來的網(wǎng)絡(luò)組件的以太網(wǎng)技術(shù)，該組件具有用于工業(yè)環(huán)境的特殊功能和功能，例如：

• 采用堅固的設(shè)計，適用于惡劣的工業(yè)環(huán)境

• 使用 FastConnect 布線系統(tǒng)進行局部組裝

• 由于具有冗余和快速冗余切換功能（從通過 PRP 和 HSR 實現(xiàn)的無擾動冗余，到通過 MRP 實現(xiàn)的環(huán)網(wǎng)冗余），容錯性較高

• 設(shè)計
  

下列以太網(wǎng)通信接口用于各種 SIMATIC PCS 7 子系統(tǒng)（ES、OS、AS 等）：

• 內(nèi)置接口模塊

• 簡單網(wǎng)絡(luò)適配器

• 專用通信模塊，例如 CP 1623 和 CP 1628

在選擇相應(yīng)系統(tǒng)組件時，根據(jù)具體要求進行定義。您可以在“PCS 7 系統(tǒng)的系統(tǒng)連接"部分中找到更多信息。

通過 SCALANCE X 系列工業(yè)以太網(wǎng)交換機，可將通信站點集成到終端總線和工廠總線中。這些交換機以吸引力的價格提供可擴展的性能，并支持廣泛的組態(tài)形式。

工廠總線和終端總線的配置示例

終端總線

在專用的以太網(wǎng)局域網(wǎng)中執(zhí)行客戶機-服務(wù)器及服務(wù)器-服務(wù)器間的通信。可使用標(biāo)準(zhǔn) SIMATIC NET 組件，例如工業(yè)以太網(wǎng)交換機、接口模塊、網(wǎng)卡、通信處理器 (CP)、電纜等，來實現(xiàn)顯示為終端總線的通信網(wǎng)絡(luò)。

環(huán)網(wǎng)設(shè)計可避免在電纜損壞或在某點斷開的情況下發(fā)生通信故障。為了進一步提高可用性，也可以將終端總線通信功能分布于兩個冗余環(huán)網(wǎng)上。每個 PCS 7 站都與兩個環(huán)網(wǎng)上的兩個工業(yè)以太網(wǎng)端口之一相連。PCS 7 站上的 SIMATIC NET SOFTNET IE RNA 通信軟件基于 PRP 來管理通信過程。僅具有一個工業(yè)以太網(wǎng)端口的不支持 PRP 的終端設(shè)備可通過 SCALANCE X204RNA 集成在冗余終端總線中。

根據(jù) IEC 62439-3， 并行冗余協(xié)議 (PRP) 將通過兩個單獨的網(wǎng)絡(luò)（環(huán)網(wǎng) 1、環(huán)網(wǎng) 2）來雙重傳輸消息幀。在發(fā)送端，SOFTNET-IE RNA 軟件或 SCALANCE X-200RNA 網(wǎng)絡(luò)接入點對來自發(fā)送端的消息幀進行復(fù)制，并將其中一個消息幀發(fā)送到環(huán)網(wǎng) 1，將另外一個消息幀發(fā)送到環(huán)網(wǎng) 2。在接收端，該軟件或網(wǎng)絡(luò)接入點將第一個接收到的消息幀傳送到接收方。來自第二個 LAN 的第二個消息幀將被丟棄。這樣，始終可以確保無延遲地傳輸消息幀，即使發(fā)生錯誤也是如此。

工業(yè)以太網(wǎng)工廠總線

自動化站 (AS) 相互通信并通過工業(yè)以太網(wǎng)工廠總線與工程師站（服務(wù)器/單站）通信。與終端總線類似，可使用 SIMATIC NET 標(biāo)準(zhǔn)組件（如工業(yè)以太網(wǎng)交換機、網(wǎng)絡(luò)適配器、通信模塊 (CP)、電纜等）進行配置。對于每個操作員站最多帶 8 個標(biāo)準(zhǔn)自動化站的小型工廠，可以使用“基本通信以太網(wǎng)"(BCE) 和快速以太網(wǎng)適配器，在工廠總線上高效運行單站和服務(wù)器。如果使用 8 個以上的自動化系統(tǒng)或容錯自動化系統(tǒng)，則需要用到 CP 1623/CP 1628 通信處理器。

在可用性方面，環(huán)網(wǎng)拓撲始終是工廠總線的。當(dāng)可用性要求非常高時，也可以將工廠總線組態(tài)為冗余雙環(huán)網(wǎng)（每個 AS CPU 和 OS 服務(wù)器使用兩個 CP）。這樣就能夠允許出現(xiàn)雙重故障，如，在環(huán)網(wǎng) 2 上發(fā)生斷線的同時，環(huán)網(wǎng) 1 上發(fā)生交換機故障。具有這種組態(tài)的兩個環(huán)網(wǎng)實際上是分開的。當(dāng)在一個高可用性 S7 連接上（4 路冗余性）上通過 Net-Pro 進行組態(tài)時，連接伙伴以邏輯方式被鏈接在一起。交換機在每個環(huán)網(wǎng)中都起到了冗余管理器的作用。SCALANCE X?500，X?400，X?300 和 X?200 產(chǎn)品線中的當(dāng)前交換機可充當(dāng)冗余管理器。

注：

關(guān)于工業(yè)以太網(wǎng)和網(wǎng)絡(luò)組件的詳細信息，請參見樣本 IK PI 或網(wǎng)上商城/樣本 CA 01 中的“工業(yè)通信"。

西門子的第 2 層工業(yè)以太網(wǎng)交換機包括：

• 緊湊型交換機模塊 (CSM)

• SCALANCE X 工業(yè)以太網(wǎng)交換機

• RUGGEDCOM 以太網(wǎng)交換機

• 帶集成式交換機的通信處理器 (CP)

緊湊型交換機模塊 (CSM)

可在 SIMATIC 上直接使用的非網(wǎng)管型交換機，用于接口擴展以及將機器集成在現(xiàn)有工廠網(wǎng)絡(luò)中。

SCALANCE X-000 非網(wǎng)管型

帶電氣端口和/或光纖端口的非托管型交換機，用為設(shè)計為機器或工廠設(shè)計小型 10/100/1000 Mbps 網(wǎng)絡(luò)。此外，24 V AC 版本可用于樓宇自動化。

SCALANCE X-100 非網(wǎng)管型

帶有電氣和/或光纖端口、冗余電源和信號觸點的交換機可在機器級應(yīng)用中使用。此外，還提供 24 V AC 版本，用于樓宇自動化和 19“機架設(shè)計的設(shè)備。

SCALANCE X-200 網(wǎng)管型

用于通用用途，即自機器級應(yīng)用直至數(shù)據(jù)傳輸率最高可達 1000 Mbps 的網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)。組態(tài)和遠程診斷功能均集成在 STEP 7/TIA Portal 組態(tài)工具中。這樣就提高了工廠可用性。具有高防護等級的設(shè)備便于無機柜設(shè)置。

還提供了相應(yīng)交換機，適合在具有硬實時要求（等時同步實時 – IRT）的子系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中以及具有 S2 診斷、CiR/H-CiR 和 H-Sync 功能的高可用性 H 系統(tǒng)中使用。配有 SFP 插入式收發(fā)器的型號可以選擇電氣和光纖端口。

另外，還提供了適合各種應(yīng)用的型號（ SIMATIC ET 200S、ET 200SP 或 S7-1500 型號）以及無機柜布局的型號。

SCALANCE X-300 網(wǎng)管型

子系統(tǒng)/工廠區(qū)域聯(lián)網(wǎng)以及與車間相連。SCALANCE X-300 網(wǎng)管型系列產(chǎn)品地結(jié)合了 SCALANCE X-400 系列產(chǎn)品的固件功能和 SCALANCE X-200 系列產(chǎn)品的緊湊型設(shè)計技術(shù)。這意味著，與 SCALANCE X-200 交換機相比，SCALANCE X-300 交換機具有擴展的管理功能和擴展的固件功能。具有 19" 機架設(shè)計形式的設(shè)備可作為或部分模塊化設(shè)備提供，以及作為工作組交換機提供。

SCALANCE XM-400 網(wǎng)管型（第 3 層）

用于靈活的連接和構(gòu)建高性能工廠網(wǎng)絡(luò)。由于具有模塊化設(shè)計，這些交換機可滿足相應(yīng)任務(wù)的要求。這些交換機，通過端口擴展器，可以升級至最多 24 個 10/100/1000 Mbps 端口，其中 8 個端口具備以太網(wǎng)供電功能，可向終端提供數(shù)據(jù)和電源。另外，通過 SFP 插入式收發(fā)器，XM-400 設(shè)備還可以配有傳輸速率為 100 Mbps 和/或 1000 Mbps 的單模和/或多模 SFP。

第 3 層路由功能可實現(xiàn)不同 IP 子網(wǎng)之間的通信。

SCALANCE XR-500 網(wǎng)管型（第 3 層）

用于連接和構(gòu)建高性能工業(yè)網(wǎng)絡(luò)以及將辦公網(wǎng)絡(luò)連接至自動化網(wǎng)絡(luò)。作為一種第 3 層交換機，SCALANCE XR-500 極其適合于用作骨干網(wǎng)絡(luò)中的重要組件，例如，需要大量端口時、需要傳輸速率時（10 千兆以太網(wǎng)），或者，需要冗余地連接至辦公設(shè)施時。這些機架交換機經(jīng)過專門設(shè)計，適合在 19" 控制柜中使用。模塊化型號配有功能多樣的插入式 4 端口介質(zhì)（電氣和光纖），可根據(jù)相應(yīng)要求進行調(diào)整。

第 3 層路由功能可實現(xiàn)不同 IP 子網(wǎng)之間的通信。

RUGGEDCOM 以太網(wǎng)交換機

緊湊型、模塊化網(wǎng)管型交換機分為頂帽式 DIN 導(dǎo)軌型和機架型。RUGGEDCOM 交換機主要在供電領(lǐng)域中使用。在這種區(qū)域中，這些設(shè)備能夠在變電站和工廠中的惡劣電氣環(huán)境及不利氣候條件下可靠工作。

SIMATIC 通信處理器，帶集成式交換機

這些托管式交換機，用于向 SIMATIC 添加工業(yè)以太網(wǎng)/PROFINET 接口，以及，將控制器集成至已有線型或環(huán)型拓撲中。

得益于集成式第 3 層功能，這些 Advanced-CP 也可以用作 IP 子網(wǎng)之間的路由器。

PC 通信處理器，帶集成式交換機

這些托管式交換機，用于向工業(yè) PC 添加工業(yè)以太網(wǎng)/PROFINET 接口，以及，將PC 集成至已有線型拓撲中。